Atrof-muhit muammolari va energiyaga o'tish nuqtai nazaridan, qayta tiklanadigan elektr energiyasidan foydalangan holda qo'shimcha qiymatga ega bo'lgan ko'p uglerodli (C2 +) yoqilg'i va kimyoviy moddalarga elektrokimyoviy CO2 kamaytirish (ECR) uglerod aylanishini qo'shimcha iqtisodiy foyda bilan yopish uchun oqlangan uzoq muddatli yechimni taqdim etadi.Biroq, suvli elektrolitlarda elektrotalitik C─K galerding hali ham kam salashuvchanlik, faollik va barqarorlik tufayli ochiq sinovdir.Katalizator va reaktorlarning dizayni ushbu muammolarni hal qilish uchun kalitni o'tkazadi.ECR orqali samarali C -C-ni samarali amalga oshirishga urg'u berish bo'yicha elektrotalistlar va elektrodalitik elektrod / reaktorlar dizayni va ularning tegishli mexanizmlari bo'yicha strategiyalarga e'tibor qaratamiz.Bundan tashqari, joriy muammolar va C2 ​​+ mahsulot avlodi uchun kelajakdagi imkoniyatlar muhokama qilindi.Biz butun fundamental tushunish va texnologik dasturlarda ham rivojlanish va ilhom olish uchun jamoatchilikning davlatning davlatning davlatning davlat strategiyalarining batafsil ma'lumotlarini batafsil ko'rib chiqamiz.

Uglerod oksidini (CO2) atmosferaga haddan tashqari chiqarilishi jiddiy atrof-muhit oqibatlarini oshirdi va insoniyat jamiyatlariga shoshilinch va potentsial qaytarib bo'lmaydigan xavfni keltirib chiqardi.Atmosfera CO2 kontsentratsiyasi 2015 yil 18 iyul kunlari 270 ppm dan 40 ppmgacha (bir million dona), dunyo bo'ylab olib chiqilgan uglerod izini qayta ishlash bo'yicha butun dunyo bo'ylab konsensusga erishildi (3, 4).Uglerod izi uchun yopiq loopni amalga oshirish uchun, bitta energetika va kimyoviy sanoatining qazilmalardan uzoqroq quyosh va shamol kabi qayta tiklanadigan manbalarga qaramligini siljitishdir.Biroq, qayta tiklanadigan manbalardan energiyaning ulushi uzoq vaqt davomida energiya saqlash uchun yondashuvlar mavjud bo'lmasa, cheksiz tabiat tufayli 30% bilan cheklanadi (9).Shunday qilib, alternativa, CO2-ni elektr stantsiyalari kabi manbalardan olish, so'ngra kimyoviy em-xashak va yoqilg'iga aylanishi deyarli hayotiydir (9-12).Elektrokatalitik CO2 qayta tiklanadigan elektr energiyasidan foydalanish (ECR) Elege Uzoq muddatli echim, qo'shimcha qo'shilgan mahsulotlar tanlab ishlab chiqarilgan (13) bo'lgan o'zgarishlar uchun zarur bo'lgan uzoq muddatli echimini anglatadi.1-rasmda sxematik tarzda ko'rsatilganidek, elektrokimyoviy elektrolyzer CO2 va suvni qayta tiklanadigan elektr energiyasiga va yoqilg'iga aylantiradi.Olingan yoqilg'i uzoq muddatli saqlashga qodir va tarqatilishi yoki iste'mol qilinishi mumkin, masalan, CO2-ni o'chirib tashlanadi, bu esa halqani yopish uchun qaytariladi va reaktorga qaytariladi.Bundan tashqari, kichik molekulasi kimyoviy em-xashaklari [masalan, uglerod oksidi (CO Uglerod oksidi (CO Uglerod oksidi) va shakllantirilgan] ECR dan murakkab kimyoviy sintez uchun xom ashyo sifatida ishlatilishi mumkin.

Yopiq uglerod tsiklini yoqilg'i va kimyoviy moddalarga quyosh, shamol va gidro kabi qayta tiklanadigan energiya manbalari bilan ta'minlanishi mumkin.Hujayra muhandisligi va katalizator muhandislik muhandisligi ko2-ning yuqori energiya zichligiga ega bo'lgan qiymatga qo'shilgan C2 + mahsulotini qayta hisoblash uchun sanatlanib, faoliyat va samaradorligini oshirish uchun rol o'ynaydi.

Biroq, CO2 - bu kuchli tarmoqli molekula (750 kj mol-1) (14) elektrokimyoviy konversiyalash uchun qiyin bo'lgan.Shunday qilib, bu yuqori faollashtirish to'sig'ini talab qiladi, bu esa, o'z navbatida, sezilarli darajada haddan tashqari ko'p miqdorda (15) olib boradi.Bundan tashqari, suvli elektrolitda ECR ko'p turli xil mumkin bo'lgan reaktsiya vositalari va mahsulotlar (16-18) bilan birgalikda ko'p elektron / proton o'tkazish jarayonlarini o'z ichiga oladi.Table 1 summarizes the half electrochemical thermodynamic reactions of the main ECR products, including CO, methane (CH4), methanol (CH3OH), formic acid (HCOOH), ethylene (C2H4), ethanol (CH3CH2OH), and so on, together with their tegishli standart tartiblash potentsiallari (19).Umuman olganda, ECTR jarayoni davomida CO2 molekulalari analizortsiya va katalizator yuzasidagi atomlar bilan o'zaro bog'lanish, protonlar va / yoki elektronlarning turli xil yakuniy mahsulotlarga nisbatan turli xil bosqichli uzatish.Masalan, Ch4 quyidagi yo'llar orqali shakllanadi: CO2 → * COO → * CO → * Ch4O → Ch4 + Oh O, CH4 + H2O (20).

2-rasmda reaktsiyaning mahsulotni tanqisligi (hozirgi zichlik) uchun ancha maxsus samaradorlik (hozirgi zichlik) samaradorligi (hozirgi zichlik).Xususan, zamonaviy elektrotatalysts CO2-ni C1 mahsulotlariga (CO yoki shakllantirilgan) yuqori ishlab chiqarish stavkasiga (HD tipidagi hujayra va> 100 metr uchun 20 sm-2 uchun) o'zgartirishi mumkin (CM-2) 2 Oqim hujayrasi uchun (9, 21, 21, 22, 44, 44, 45), juda tanlangan (90%) va ko'proq mavjud Multicriborblebod (C2 +) kimyoviy moddalarni samarali ishlab chiqarish hozirgacha amalga oshirilmagan.Buning sababi C2 + mahsulotlariga ulash bir nechta CO2 molekulasini er yuzasiga, bosqichma-bosqich aylantirish va fazoviy holatda (13) talab qiladi.2b-rasmda ko'rsatilganidek, keyingi reaktsiyalar, keyingi reaktsiyalar C2 + ECR mahsulotlarini aniqlaydi.Umuman olganda, C2H6 va CH3COO - BU CO Elektron uzatish punktlaridan kelib chiqadigan bir xil * Ch2 oralig'ini baham ko'ring.* Ch2ning keyingi protonlanishi * Ch3 oralig'ini beradi, bu C2H6-ni * Ch3 kamaytirish orqali shakllantiradi.C2H6 avlodidan farqli o'laroq, ch3coo- * ch2 ga qo'shilishi natijasida hosil bo'ladi.* CO-ni kamaytirish - bu C2H4, Ch3Ch2H va N-Prantanol (N-C3Hanol) shakllanishining kursi.Bir qator elektron uzatish va protonlashtirish bosqichlaridan so'ng, * Ch2cho oralig'ini shakllantiradi, bu C2H4 va C2H5H uchun saralanadigan-C5HA-ni aniqlash bosqichida xizmat qiladi.Bundan tashqari, C2H4-ni C2H5-ga (46) o'zgartirishdan ko'ra, C2H5H (46) C2H4 uchun C2H4 uchun C2H4 uchun eng yuqori C2H4 uchun C2H4 uchun aniqroqligini aniqlashi mumkinligi aniqlandi.Bundan tashqari, barqarorlangan C2 oraliqlari N-C3H7H ga COBNIKA orqali o'tkazishi mumkin.C2 + kimyoviy shakllantirish paytida kompleks va nazoratsiz reaktsiyalar, asosan, protonlashtirish joylariga ko'proq ta'sir ko'rsatadi (19, 47).Shunday qilib, yuqori tanlangan elektrotalystlarning dizayni yuqori hosilda C2 + mahsulotni shakllantirishning zaruriy sharti hisoblanadi.Ushbu sharhda biz ECR orqali tanlangan C2 + + mahsulot avlodini tanlab olish uchun elektrotali dizayndagi strategiyalar bo'yicha so'nggi yutuqlarni ta'kidlashni maqsad qilib keldik.Shuningdek, biz tegishli mexanizmlarning tushunchalarini qisqacha taqdim etamiz.Elektrod va reaktor dizayni ECRning samarali, barqaror va keng miqyosli ishlashiga qanday erishish mumkinligini ko'rsatish uchun ham ta'kidlanadi.Bundan tashqari, biz C2 + kimyoviy moddalarga CO2 ni elektrokreditiviy konversiyasi uchun qolgan muammolar va kelajakdagi imkoniyatlarni muhokama qilamiz.

(A) Fe turli xil ishlab chiqarish stavkalari (hozirgi zichlik), xabar qilingan ECR Elektrokataltistlar uchun (21-43, 130).(B) ECR paytida eng mumkin bo'lgan C2 + yo'li.Amerika kimyo jamiyatidan ruxsat bilan takrorlangan (47).

CO2ning kimyoviy yoqilg'i va em-xashaklarning elektrotalitik o'zgarishi uglerod-neytral energiya aylanishi (11) ga erishish uchun potentsial texnologiyadir.Biroq, C2 + mahsuloti XF Fe hali ham amaliy qo'llanmadan uzoqda, u erda C2 60% FE (13, 33), C3 ishlab chiqarish 10% dan kam bo'lgan C2 mahsuloti ishlab chiqarishga imkon beradi Fe (48, 49).C2 + mahsulotlariga CO2-ni CO2-mahsulotlarini sotish yuqori darajada muvofiqlashtirilgan morfologik va elektron xususiyatlarga ega (50, 51) turli xil katalizatorlarni talab qiladi.Katalitik yuzasi (47,5, 52, 53) o'rtasidagi massiv munosabatlarini buzishi kerak.Bundan tashqari, CBC obligatsiyalarini shakllantirishga erishish uchun katalizator sirtida so'ralgan reaktsiyalar bir-birlariga yaqin bo'lishi kerak.Bundan tashqari, dastlab Ajratbarli Ajdorbedning ma'lum bir c2 + mahsulotiga yo'naltirilgan avtoulovning bir nechta proton yordami bosqichlari tufayli yaxshi nazorat qilinishi kerak.C2 + mahsulotlariga nisbatan yuqori darajadagi C2 + mahsulotlarini kamaytirish, elektrotalystallar tanlovlanishini oshirish uchun ehtiyotkorlik bilan tikilishi kerak.Oraliq turlar va kimyoviy kompozitsiyalarga ko'ra, biz C2 + mahsulot mahsulotlarini multikarorbon va kislorodlarga (4, 54) ajratamiz.Maxsus C2 + molekulasi ishlab chiqarish uchun yuqori samarali elektrotatsiya, masalan, heteroatom doping, kristalli favqulodda sozlash, oksidlanishning sozlanishi va sirt ligandni boshqarish, ya'ni 35, 41, 55-61). .Eng maqbul dizayni yuqorida aytib o'tilgan effektlarni hisobga olish va afzalliklarni maksimal darajada oshirishi kerak.Aks holda, bunday noyob katalizik xatti-harakatlarga olib keladigan "Faol Cate-ning naqadar-sub'ektiv xatti-harakatlariga olib kelishi mumkinligini tushunish" CăC "ga biriktirishning aniq katalizatining aniqligini yanada porlashi mumkin.Demak, ekr katalizatsiyasini ma'lum bir mahsulotlar (ko'pikarorbon va kislorodlar) va tegishli mexanizmlar bilan qanday muhokama qilish masalalari muhokama qilinadi.

C24 + C2H4 kabi uglevodorodlar turli xil kimyoviy sanoat uchun, masalan polietilen ishlab chiqarish (62, 63).Bundan tashqari, u to'g'ridan-to'g'ri, payvandlash uchun yoqilg'i yoki tabiiy gazning aralash qismini (12) ishlatilishi mumkin.C2 + uglevodorodlarini uzoq vaqt davomida sanoat shkalasi bo'yicha uzoq vaqt davomida C2 + Uglevodorodlarni ishlab chiqarishda va C2 ​​Uglevodorodlarni ishlab chiqarish uchun foydalanilgan, ammo yuqori energiya sarfi va atrof-muhitga ta'sir ko'rsatadigan (64).Qarama-qarshi kontrastda, qayta tiklanadigan energiya orqali elektrokimyoviy CO2ni kamaytirish toza va yanada barqaror yo'nalishlarni ta'minlaydi.C2 + Uglevodorodlarga nisbatan samarali elektrotatalystAsts (32, 33, 65-70) samaraliroq kuchlarni ishlab chiqish uchun katta kuch sarflandi.

Elektrimik elektrotatalystlar Elektrokimyoviy elektrotatalystlar elektr energiyasini qayta ishlash paytida keng tarqalgan munosabatlarni sindirish bo'yicha keng tarqalgan, bu esa kalitni doimiy ravishda barqarorlashtiradi va shu bilan, o'z navbatida, tanlovlanishni (71-74) ko'paytiradi.C1 + 75-sonli ishlov berayotgan holda AU-CU, AG-PU, AU-PT va CU-PT-da bir qator qotishma materiallari, C2 + uglevodorod shakllanishiga olib keladi ko'proq murakkab bo'lishi (76).Masalan, CU-AGning Bietallal tizimida mahsulotni taqsimlash AG va CU (77) sirt atom nisbatini sozlash bilan osongina boshqarilishi mumkin.Cu boylik namunalari uglevodorod ishlab chiqarish uchun afzal ko'riladi, ammo AG-AG-Boyning shum-atvorining shum-atvorining alogli elektrotatsiyalari uchun atom nisbati muhimligini ta'kidlaydi.Mahalliy atomiy tadbir natijasida kelib chiqadigan geometrik ta'sir vositachilarning majburiy kuchiga sezilarli ta'sir qilishi mumkin.Geaize va hamkasblar (36) Qo'shimcha boshqariladigan elektrodepozitsiyasidan olingan C2H4 uchun C2H4 uchun ~ 60% Fe-ni qabul qildi (3, A va B).Bunday holda, C2H4 TLASTLIKNI KO'RIShNI MORFFOologiya va AG-yuklash sozlash orqali erishish mumkin.AG saytlari ECR paytida targ'ibotchi rolini o'ynaydigan rolini o'ynashiga ishonishgan.Keyin, koulmedatorning maqbul mavjudligi qo'shni CU-dagi CFK-ga yordam berishi mumkin.Bundan tashqari, AG ku2o katalizator sintezi paytida C2H4 ishlab chiqarish samaradorligini oshirishga olib keladi.Ushbu Sinergiya C─K katalizatorlarini rivojlantirish uchun yangi imkoniyatlarni ochadi.Bundan tashqari, qotishma tizimidagi turli metallarning aralashmasi ECR mahsulotlarini taqsimlashni ham belgilab qo'yishi mumkin.PD-CU qotishma-dan namuna sifatida (3D-rasm), K2H4 tomonidan tartibsiz va tartibsiz bo'lgan C2H4 uchun eng yuqori saralash (~ 50%) ni ko'rsatdi. hamkasblar.D-Band nazariyasining so'zlariga ko'ra, odatda pastki d-canstent markazi bilan o'tish metall, metall yuzalarda (78) uchadigan svaridagi aralashuvlarning kuchsizlantiradi.Faza ajratilgan PD-CU qotishmasi Cu Nanoparculacula (NPS) bilan bir xil katalitik tanlov va faoliyatni namoyish etdi, u PD-ni sozlash orqali vositachilikning to'liq kuchini taklif qildi.3-rasmda ko'rsatilganidek, fazaviy ajratilgan Cu-PD qotishmasi eng past yolg'on d-diapazonni ko'rsatdi, holbuki Cu NP eng yuqori ko'rsatkichdir.Bu faza - ajratilgan Cu-PD qotishmasi ko ortashi uchun eng past kuchga ega edi.Ushbu kuzatuv, geometrik va tuzilish effekti faza-pd qotishmas qismidagi uglevodorod tanlovini takomillashtirishning elektron effektidan ko'ra ko'proq rol o'ynashi mumkin.Bugungi kunga qadar faqat toza mis yoki mis asosli qotish C2 r2 + Uglevodorodlarga CO2 ni elektrokimyoviy qisqarishi uchun yuqori samaralash va faoliyat ko'rsatmoqda.Shunday qilib, C2 + uglevodorod ishlab chiqarish uchun yangi elektrotatalystalitani ishlab chiqish juda zarur.CO2 Wighogenation tomonidan ilhomlantirilgan, dastlabki tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, C2H4-avlod (79) uchun turli xil bosqichlardagi qotishma ishlatilishi mumkin.Uning ta'kidlashicha, Ni5ga3 filmi C2H4 va ERANE (C2H6) ga CO2 ni kamaytirishi mumkin.Garchi C2 + uglevodorodlar uchun 5% dan kam bo'lsa-da, u qotishma effekti asosida C─K bilan bog'lanish uchun elektrotalyst tekshiruvi uchun yangi liniyalarni ochishi mumkin.

(A uchun c) Qo'shimcha boshqaruv bilan ishlaydigan elektrodePozlar tomonidan yig'ilgan Cu-AGli kalalli katalizatorlari: (a) skanerli elektron mikroskop (sper) skanerlash elektron mikroskopiyasi (SEM) skanerlash sim mikroskopiyasi (SEM) skanerlash elektron mikroskopiyasi (sper) skanerlash elektron mikroskopi va (b) tegishli C2H4 Fe.(C) Ku-AGli sim bir hil aralash va ku (i) oksidi taqdim etilganligini ko'rsatdi.(A) Amerikaning kimyoviy jamiyatidan ruxsat bilan takrorlanadi (36).(D va e) turli xil aralashtirish naqshlari bilan katalizatorlari: (d) Man rasm, yuqish elektron mikroskopiyasi (Ixlatyoviy mikroskopiya (masalan, pastli ku-pd qotishmalari va (e ) sirt valence antistratsiyasi Photo-PD-ning (vertikal liniya markazi) CU-PD qotishmalarining fermi darajasiga nisbatan.(D) va (e) Amerika kimyoviy jamiyatidan (71) ruxsati bilan takrorlanadi.AU, o'zboshimchalik bilan.

Bundan tashqari, qotishma effekti, oksidlanish holatlarini boshqaradigan boshqa asosiy printsip bo'lib, bu elektroatalystAsts spektaklini, bu mahalliy elektron tuzilishga ta'sir qilishi mumkin.Katalizatorning oksidlanishini sozlash uchun birinchi misol. Oksidental materiallardan foydalanishdir.Situ kamayishida katalizatorning yuzasi yoki suburasi ustki kislorod turlari metall markazning oksizing holatiga qaytarilishi mumkin.Masalan, plazma-oksidlangan Cu C2H4 ga nisbatan 60% dan ortiq tanlovni ko'rsatdi, u ku + (37) ni tashkil etdi.CU + yuqori etilen Tayyorlikning asosiy parametrini tasdiqlash uchun biz turli plazma yordamida boshqaruv tajribalarini bajaramiz (4a-rasm).Situ Qattiq X-r-rentinglash spektritsiyasi shuni ko'rsatdiki, sirt qatlamidagi qoldiq oksidi pasayish holatiga, 1 soatlik qoldiqlarning sezilarli miqdori, nisbatan yuqori potentsialining 1 soatlik pasayishidan keyin o'zgaruvchan Vodorod elektrod (RE).Bundan tashqari, mis-gel mis oksixlorididan misning elektr fondini qayta tekshirib, C2H4 (61) tannuvini yaxshilashi mumkin.Mis katalizatorining turli xil qo'llaniladigan potentsiallarining okrizli holati vaqtni situ-rentgen singdirish spektritsion spektroskopiyasida hal qilingan vaqtni ishlatgan.CU2 +-dan CU + +-ga o'tishning dastlabki bosqichi juda tez;Biroq, CU + turini CU0 uchun keyingi elektrokimyoviy qisqartirish ancha sekin.CU + turlarining 23 foizi 1-soatlik doimiy ravishda pasaygandan so'ng, 1-chi V va 4-rasmda).Mexanik tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, Cu + va Co 'o'rtasidagi interfeysi - * CO @ cu0 zaryadlanganidan beri interfeys, bu salbiy zaryadlanadi (80), bu, o'z navbatida, targ'ibot CBC obligatsiya tuzilishi va shu bilan C2 + Uglevodorodlarni ishlab chiqaradi.Oksidtlangan materiallardan tashqari, Cu + turini kamaytirish uchun Cu + turini kamaytirish uchun CU + turini kamaytirish uchun CU + turini kamaytirish uchun mis nitrid (SUB).Bundan tashqari, oksidsiz Cu bilan taqqoslaganda CuN-Freetilgan CU + turlari yanada barqaror (4C-rasm).Natijada nitdridni ishlab chiqaradigan misli katalizator C2H4 uchun 39 ± 2% fok f X dan (~ 28%) eksponatsiyani eksport qiladi.Yuqorida keltirilgan cu + / cu katalittic tizimiga o'xshash, Boron Cu + (41) ni joriy qilish va barqarorlashtirish uchun hetertogar dopant sifatida ishlatilgan.Misning o'rtacha okrizli holati + 10,25 dan +0.78 gacha Boron dopant kontsentratsiyasini o'zgartirish orqali nazorat qilinadi.Davlatlarning prognoz zichligi misdan Boronga olib borilgan elektron pochtadan olib tashlangan mis holatlarga olib keladi.Boron-doplangan mis * Cho Intermedationning ko'payishi energiyasini ko'rsatdi va shu bilan C1 mahsulotlariga reaktsiyani bostirdi.Bundan tashqari, bu * Co Dimerizatsiya reaktsiyasi energiyasini kamaytirish orqali Multicarbon Uglevodorodlarga nisbatan pensiyachilikni ko'paytirishi mumkin (4D-rasm).Misning o'rtacha boshlamli oksidlanish holatini optimallashtirish orqali 10,35 (4E-rasm) ostida ~ 53% C2H4 yuqori bo'lgan.Bugungi kunga qadar misdagi faol saytlar Cu0, CU + va / yoki ularning turli xil o'qishda ularning ECR interfeysi sifatida aniqlangan (39, 41, 42, 81, 82).Ammo faol sayt hanuzgacha muhokama qilinmoqda.Saqr + mahsulotlar uchun C2 + mahsulotlari sari ekranda juda faol bo'lgan C2 + mahsulotlar uchun juda faol bo'lgan Cu-ning doplangan Cor + mahsulotlari uchun juda faol bo'lib, bir vaqtning o'zida yaratilgan kamchiliklar va interfeyslar hisobga olinishi kerak.Demak, operandaning xarakteristikasi bo'yicha tizimli va faol markazni aniqlash va reaktsiya shartlari bo'yicha saytlarning faol saytlarni o'zgartirish potentsialini kuzatib borish kerak.Bundan tashqari, musbat zaryadlangan misning barqarorligi - elektrokimyoviy qisqarish sharoitlari bo'yicha yana bir tashvish.Qanday qilib katalizatorni barqaror Cu + saytlari bilan sintez qilish qiyinligicha qolmoqda.

(A) C2H4ning qisqacha mazmuni turli xil plazma-faollashtirilgan mis katalizatorlarini tanlash.Tabiatni nashriyot guruhidan (37) ruxsati bilan takrorlang.Majburan barlar, 500 nm.(B) KU oksidlanishining reaktsiya vaqtiga nisbati -1.2-da reaktsiya vaqtini -1.2-dagi reaktsiya vaqtiga nisbatan reyt bilan tasdiqlaydi.Tabiatni nashriyot guruhidan (61) ruxsatnoma bilan takrorlang.(C) CU + turlarining reaktsiya vaqtining funktsiyasi bilan nisbati -0.95 v CU-CU3N yoki CU-CU-CU2o-da Rey-da Rey-ga nisbati.Tabiatni nashriyot guruhidan (81) ruxsatnoma bilan takrorlang.(D) Boron doping o'rtacha maslahtsion energiyasini mis sirtida va COBO DIMERATIZN ENERGNETni pasaytirdi.1 [b], 2 [b], 3 [b], 4 [b] va 8 [b] 9/16, 1/8 / 3 / 16, 1/4 va 1/2.(E) Boron-doplangan Masal katalizatorlarida C2 yoki C2 yoki C1 mahsulotlari o'rtasidagi munosabatlar.(D) va (e) Tabiatni nashriyot guruhining ruxsati bilan takrorlanadi (41).F) ku2o filmlari va undan keyin (pastki) ECR-dan oldin CU2O filmlarining turli xil qalinligi bo'lgan mis folgasidir.Amerika kimyo jamiyatidan ruxsatnoma bilan takrorlangan (83).

Elektron strukturadan tashqari oksidsiz materiallar, shuningdek, situ kamayishi jarayonida morfologiyaga olib kelishi yoki evolyutsiyaga olib kelishi mumkin.Oksidental elektrotalystlarning elektrotexdiy elektromaloqning rivojlanish istiqbolidan, qirralar, qirralar va 83-85 bosqichlarni shakllantirishga bog'liq.YEO va Hamkorlar (83) turli xil qalinliklar (43-rasm) elektrodepozed cęc ulanishini tasdiqladilar (4F.).Situ Rama spektroskopiyasi CU2O filmlarining yuzasi ECR (83) dagi barqaror metall Cu0 ga tushirilganligini aniqladi.Natijada, metall Cu0 CU + turlari yoki CU + / CU0 interfeysi o'rniga katalitik faol markaz sifatida tasdiqlangan.Cu2o metall cu-ga tushirish jarayonida katalizator sirtida stolning qadamlari, qirralari va teraslar mavjud bo'lishi mumkin.Murakkab qadamlar va qirralar terilardan ko'ra kuchliroq, ular * Cho yoki * Ch2o-ga yanada kuchayishi mumkin bo'lgan terapiyadan ko'ra faolroq ekanligi ta'kidlandi.Bundan tashqari, CU atomlari - Cho va * Ch2o shakllanishini oshirish targ'ibotchisi.Oldingi ish, * Chou va Ch2o Intermediyatlari KNESCICA-dan (86 )dan ko'ra C─K galpling uchun qulayroqdir.Sirt morfologiyasini tartibga solish orqali * Cho va * Ch2o Intermediyyatsiyasining kimyoviy energiya energiyasini optimallashtirish mumkin.Ushbu tadqiqotda mualliflar C2H4 XF 40 dan 22% gacha ki2o yupqa plyonkaning qalinligini 0,9 dan 8,8 mkm gacha oshirganlarida aniqladilar.Buning sababi Cu2o qalinligining ko'payishi bilan ortdi.Ushbu noxush atomlar H bilan kuchli bog'lanishi mumkin va shuning uchun vodorod evolyutsiyasini CF─K bilan bog'lashga qaraganda ko'proq afzal ko'radi.Ushbu asarda oksidial misoratli misli katalizator C2H4 Tuzatilgan CUD + turini kiritish o'rniga C2H4 tanlovi bo'yicha C2H4 tanlovini sezilarli darajada oshiradi.Okside tomonidan olingan katalizator, etan (II) xlorid (pdcl2) xlorid (34) xlorid (34) yordamida tanlangan holda ishlab chiqarildi.Aynanosi shuni ko'rsatdiki, adbisbed PDLX CU-ga C2H6 evolyutsiyasi uchun muhim rol o'ynaganini ko'rsatdi.Xususan, C2H4 C2H4-ni C2H4 ishlab chiqarishda C2H4 yordami bilan shakllantirilgan C2H4 tomonidan shakllantirilgan gidrclx ko'magida voyaga etardi.C2H6 Fe <1 dan 30,1% gacha PDCL2 yordami bilan ko'paydi.Ushbu asarda yaxshi aniqlangan ECR katalizatorining kombinatsiyasi va elektrolit qo'shimchalarining kombinatsiyasi C2 + mahsulot avlodi uchun yangi imkoniyatlarni ochishi mumkin.

Morfologiya va / yoki tuzilishni tartibga solish katalitik va faoliyatni o'zgartirish uchun boshqa alternativ strategiyani anglatadi.ECR ishlashni yaxshilash uchun katalizatorning hajmi, shakli va fosh qilingan qirralarini boshqarish keng namoyish etildi (58, 87, 88, 88).Masalan, CU (100) qirrasi C2H4 avlodidan, CU (111) katalizatoridan olingan mahsulot (111) katalizator (CH4) (87) dan ustundir.Cu Nanothristallarni turli xil shakllar va o'lchamlar bilan o'rganishda, Buonti va Hamkasblar (58) C2H4 C2H4 C2H4 kub shaklidagi misli planshoqlikning qaramligini aniqladilar (5a-rasm).Ichki, kubik Ku ​​Nanotskallar (100) qirrali ku nanotsitlariga qaraganda C2H4 faolligi va sfrical Cu Nanotskiylarga qaraganda ko'proq sinovlar namoyish etildi.Kubli kentning kichik kristalli o'lchamlari, burchaklar, qadamlar va kinks kabi past muvofiqlashtirilgan sirt saytlarining kontsentratsiyasi tufayli yuqori faollikni taklif qilishi mumkin.Biroq, past kelishilgan saytlarning kuchli kimyoslari yuqori H2 va CO Tanlovi hamrohligida, natijada u umumiy uglevodorod fokati hamrohligida.Boshqa tomondan, samolyot saytlariga joylar nisbati C2H4 ishlab chiqarish faoliyatiga ta'sir qiladi.Mualliflar 44-nm uzunligi 44-nm uzunlikdagi mis nnocubes 1-sonli masofada joylashgan C2H4 Tanlovning eng yuqori ko'rsatkichlari va chekka saytlarning zichligi tufayli optimallashtirilgan muvozanatni namoyish etishdi.Bundan tashqari, morfologiya EKR paytida mahalliy pH va ommaviy transportga ta'sir qilishi mumkin.Yuqori mahalliy pH yuqori mahalliy pH tataliziy sirtning yaqinida, bu holat paydo bo'lgan situnadan kelib chiqqan katalizator sirtida protestalga aloqador reaktsiyani bostiradi.Natijada, C2 + Co-ni kamaytirish orqali ulanishni kuchaytirish mumkin, va * COH Intermediate orqali shakllangan Ch4 inhibe bo'lishi mumkin.Mis nanowire massivlari (5b-rasm) mahalliy pH (68) ga erishish uchun namoyish etilgan.Odatda ishlatilgan elektrolit sifatida Ko2 kaliy bikarbonat (Xco3- + Oh- = CO32- = H2o) ni tezda pasaytiradi.Uzoq muddatli mikroektura bilan, XCO3-- CU NANDOWIRE massivlariga durishashuv qandaydir tarzda buzilishi mumkin, shunda mahalliy ohangni zararsizlantirish ma'lum darajada.Shunga o'xshash printsip asosida, misli mezopores (5C-rasm) C2H4 yoki C2H6 ishlab chiqarish uchun takomillashtirilgan Fe (32).Bu shuni ko'rsatadiki, elektrod yuzasi tarkibidagi mahalliy pH tog 'kengligini toraytirib, C1 mahsulot fefi va C2 ​​mahsuloti Fe-ni pasaytirgan.Bundan tashqari, g'ovak chuqurligini oshirish orqali C2H4-dan C2H6-ga sozlanishi mumkin.C2H6 XF 46% ni tashkil etdi.ECR daxllar ichida kimyoviy moddalar yonib ketganligi sababli, chuqurroq g'oyalari tufayli yuzaga kelgan tijorat vaqtining uzoq vaqtincha ushlab turilgan vaqtlari yuqori darajadagi C2 Uglevodorodga nisbatan yuqori samaralar sifatida izohlanadi.Kui-nanofibers C2H6 ga yuqori tanqisligini ko'rsatdi (Fe = 30,735 V harfi (89).Cu Nanofibers anisotropik morfologiyasi va yuqori sirtli pürüzlün, h2 ni so'rilgan samaradorligini oshirishi va shu bilan C2H6 Fe-ni oshirishi mumkin.

(A) morfologiya yoki tuzilish effektlari.(A) atomlarning zichligi (chap o'q) va Egra (N100) (TUGUQ o'qi) atomlarida (o'ng o'q) atomlariga nisbatan chekka uzunligi (D) atomlariga nisbati.Jon Uiley va o'g'illaridan ruxsatnoma bilan takrorlangan (58).(B) forfologiya sxemasi pH o'zgarib bordi.Jon Uiley va o'g'illaridan ruxsatnoma bilan takrorlang (68).(C) Mezopore misning turli xil va chuqurliklari bo'lgan Mezopore misning mahsuloti.Jon Uiley va o'g'illaridan ruxsatnoma bilan takrorlangan (32).(D dan h) liganing effekti.(D va e) Mis Nanowire (Cu Nw) dagi (d) yoki modifikits (E) -1.9-da ekranda (E) -1.9 V. Royal KIMYO JAMIYATI (35).(F) C2H4 ishlab chiqarish stavkalari CU (35) bo'yicha turli xil adsorbsiya potentsiallari bo'lgan turli xil adsorby vositalaridagi turli xil Holideslllolitlar.Amerika kimyo jamiyatidan (91) ruxsati bilan takrorlang.NHE, normal vodorod elektrod.(G) C2H4 va Koh elektrolitlar va (H) turli xil konsentratsiyalarda C2H4 izolyatsiyasining turli konsentratsiyasi.G) va (h) ilm-fanni rivojlantirish uchun Amerika Uyushmasidan (33) takrorlanadi.

Kichik molekulalardan foydalangandan katalizatorning katalizatsiyasi ECR elektrokimyoviy ishlashini yaxshilash bo'yicha yana bir taniqli strategiya hisoblanadi.Ushbu strategiya mikroenVirmonlikka ta'sir qilishi mumkin, bu katalizator sirti yaqinida, bu kalit ligan va oraliq o'rtasidagi o'zaro ta'sir tufayli kalitlarni barqarorlashtirishi mumkin.Amine (35) ECRni targ'ib qilish uchun modifikator sifatida xabar berilgan.Turli xil aminokislotalar, shu jumladan glikin (gly), DL-Alanin (Alaninin (Leu), DL-Arginan (TRP) (TRP), DL-Arginin (TRP) Mis Nanokysga ularning ta'sirini o'rganing (35).5D-rasmda ko'rsatilganidek, barcha aminokislota asoslangan ligandlar C2 + Uglevodorodlar tanlovini oshirishga qodir edi.Bunday kuchaytirish shundan dalolat beradiki, ─Oh va iyn2 funktsional guruhlari Aminokislotadagi Amino kislotasi ECRni takomillashtirish uchun javobgardir.Avvalgi xabarlarga ko'ra, CU yuzasida aminokislotalarning adsorsisi ─s va ─nh2 guruhlari (35, 90) orqali erishilganligi ko'rsatilgan.Stearik kislota (C17H35COO, Rco2h, uning faqat ─OOH guruhini o'z ichiga olgan, uning rolini aniqlash uchun tanlangan.A-Anthraquinone diazonasi (A-Nitbolenzene Tuz (PHNO2) tuzi (P12H25sh, RSH) kabi boshqa modifikatsiyalar, na zodagon va ─nh2 guruhlari ham tekshirildi.Biroq, ularning barchasi C2 + Uglevodorodni yaxshilash uchun ijobiy emas (5-rasm).Nazariy hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, adbitterli bicterion glinine-ni barqarorlashtirishi mumkinligini ko'rsatdi.Elektrolitga aldash ionlarini kiritish katalizatorlarni o'zgartirishning yana bir usuli (91, 92).5F-rasmda ko'rsatilganidek, C2ASMA-ning plazma faollashtirilgan korpusda hal qiluvchi qo'shimchalar yordami bilan sezilarli darajada oshishi mumkin.Cu (100) partiyasi (100) fraktsiyasiga (100) parvarishlashning vakillik energiyasi (91) ga tegishli vakillik energiyasi (91) bilan kelishilganligi namoyish etildi.Halidlardan tashqari, gidroksidli ioni C2H4 TLANFENGENLIGINING Ijobiy ta'sir ko'rsatdi.Yaqinda Sargent va Hamkasblar (33) CO2-TO-C2H4-ga birlashtirilgan kaliy gidroksid (koh) elektrolekdan (10 m gacha) oqim hujayralarida konsentratsiyalangan kaliy gidroksiddan (10 m gacha) konversiya qilish haqida xabar berishdi.5g-rasmda ko'rsatilganidek, CO va C2H4 ning boshlanish salohiyati 10 m Koh elektrolitda 1 m kohga nisbatan ancha past edi.Bundan tashqari, C2H4 shakllanishining keskin qiyaliklari gidroksid konsentratsiyasining ko'payishi bilan kamaydi (1 m koh va 65 mV o'n yil va 65 mV o'n yillikda 10 m Koh 1 yilda), deya qadamni aniqlash.Zichlik funktsional nazariyasi (DFT) natijalari konsentrlangan gidroksidlarning mavjudligi kouldiyaning majburiy energiyasini pasaytirishi va ikki uglerodli atmosorli apparatlardagi adbusi aralashmasi ortib borayotganligini oshirdi.Natijada, oraliqlar kuchli dipolni jalb qilish orqali yanada kuchayadi, bu esa Co-ni kamaytirish uchun energiya to'sig'ini pasaytirishga olib keladi, bu esa umumiy ko'rsatkichni yaxshilaydi.

C2 + Etanol (Ch3ch2oh) kabi kislorodlar yuqori qadrli ECR mahsulotlarining yana bir yirik toifasi.Ethanolning sanoat stoddiy statsiyasidir, ular energiya intensiv jarayon bo'lib, ular katta miqdordagi etilen yoki qishloq xo'jaligining ozuqalarini iste'mol qiladilar (40).Shunday qilib, Etanol yoki boshqa C2 + r24 kislorodlarini elektrotalitik ishlab chiqarish juda ko'p iqtisodiy va ekologik jihatdan juda ko'p iqtisodiy va ekologik ahamiyatga ega.ECANOL avlodi ECR4 bilan bir-biri bilan o'rtoqlashganki, C2H3O (43), bu "C2H3o (43)" ECR Mollogenvations-ni C2H4-dan alkogolli golli ichimliklar uchun almashtirish mumkin edi (64).Biroq, aksariyat tizimlarda C2 + + kislorodlarga nisbatan tranziqish uglevodorodlardan ancha past (31, 37, 42, 67).Shunday qilib, ushbu bo'limda biz katta hajmdagi C2 + kislorodli fokdan ortiq bo'lgan elektrotalyst strategiyalarini ta'kidlaymiz.

Yuqorida muhokama qilinganidek, yaxshi ishlab chiqilgan egsiz katalizator C2 + uglevodorod ishlab chiqarish uchun tajriba va faoliyatni yaxshilashi mumkin.Xuddi shunga o'xshash, ammo bir xil emas, balki C2 + kislorodlar uchun elektrotalit o'yinlarini yaxshilash uchun ishlatilgan (38, 93, 94).Masalan, AG-CU2O katalizatorlari ko'rgazma namoyish etiladigan etanol tanlovi va eng yuqori etanol Fe 34,15% (95) bo'lgan.Faza aralashtirilgan AG-CU qotishmasida, AG / CU atom koeffitsienti o'rniga etanolni tanlab olishning asosiy omili deb belgilangan.CU sayti fazali aralash naqshidagi AG saytiga juda yaqin bo'lganligi sababli, fazaviy aralashgan namuna uchun etanolsiz namunadagi namunaviy namunaning shakllanishi fazaviy ajratilgan bir fazali (AG-Cu2ops ), etanolning yaxshiroq avlod ko'rsatkichlariga olib keladi.Etanoldan tashqari, Cu-AG BIMETALLIK NPS, shuningdek, Benzotriasol (93) qo'shilishi bilan Co2-ni Acetate-ga aylantirish uchun namoyish etildi.-1.33 V. Rhe, Atsetat Fe-dan 21,2% ni tashkil etdi.Bu holatda ikkita mumkin bo'lgan reaktsion yo'llar taklif qilindi: biri CO-ni kamaytirishga asoslangan, ikkinchisi esa AG oraliq shakllanishining faol rolini ta'kidlaydi.Shunga o'xshash kuzatuv Etanolyatsiya (38-rasm) uchun (a va b) (38-rasm) (38) uchun shunga o'xshash kuzatuv mavjud edi.ZN-CU tarkibidagi ZN-dagi katalizatorning to'plamini sozlash orqali C2H4 FE nisbati C2 + kislorodli shakllanish uchun C248 dan 6 gacha bo'lganlar hajmida yaxshi nazorat qilinishi mumkin.Shaharlangan katalizatsiyaning shakllanishi, ba'zida kerakli bo'lmasligi mumkin bo'lgan matritsa materialiga nisbatan nosozlikni keltirib chiqarishi mumkin.Shunday qilib, biimetalli katalizatorlarga yo'naltirilgan to'g'ridan-to'g'ri yo'nalish ba'zi maqsadli mahsulotlar uchun ko'proq mos kelishi mumkin.Jaramillo va hamkasbilar (96) oltin npsga to'g'ridan-to'g'ri cho'kib ketishi, Tandem kataliz effektini tekshirish uchun "Golderstalline Cu folga" bilan sintadi.Bimetalyic Au-Cu C2 + spirtli ichimliklar, toza mis va oltin va AU-CU qotishmasidan ustun bo'lgan sinergik tanlov va faoliyat ko'rsatdi.KU folga bilan taqqoslaganda, Bimetalyic Au-CU tizimi AU NPS (6C-rasm) mavjudligi sababli mahalliy konsentratsiyani oshirdi.Oltin COLni kamaytirish uchun faol bo'lmaganligi sababli, C2 + AU-CU eretalika katalizatoridagi AU-CU eretalycal katalizatorlari bo'yicha takomillashtirilgan ishlab chiqarish kursi tanid kataliz mexanizmiga kiritilgan.Xususan, oltin NPS CU yuzasi yaqinida yuqori mahalliy ko konsentratsiyani keltirib chiqarishi mumkin.Keyinchalik, mo'l-ko'l molekulalar C2 + spirtli ichimliklarga qisqartirish mumkin.

(A uchun) qotishma effekti.(A) Etanol va C2H4 va C2H4 va Cu-zn qotishmalarida etanol va etilenning fak.(B) turli xil CU-Zn qotishmalarida etanolning hozirgi zichligi.(A) va (b) Amerika kimyoviy jamiyati (38) ruxsati bilan takrorlanadi.(C) CO2 oltin, mis va AU-CU eretalal tizimiga kiritish.Tabiatni nashriyot guruhidan (96) ruxsati bilan takrorlang.(D ga) morfologiya yoki tuzilish effektlari.(D) Metall ionining sxematik rasmlari.(E va f) 100 tsikl ku ning Semple Cu-ning (E) va (F) ECR shartlariga binoan ko'rsatilgan.(G) TEA va Tanlangan-mintaqaviy diffratsiya, Cu (100) CU (100), CU (100), CU (111) va CU (211).(D) (g) Tabiatni nashriyot guruhining ruxsati bilan takrorlanadi (42).(I) kgulass va uglevodorodlarning ku (111), CU (751) va CU (100) dagi potentsial funktsiyasi sifatida kulati.(J) cu (111), cu (100) va Cu (751) uchun kodirlashtirish raqamlari.(I) va (j) Milliy fanlar akademiyasining ruxsati bilan takrorlanadi (97).(K) Cu NPS-dan kubikga o'xshash misga o'tish sxemasi.Milliy fanlar akademiyasining ruxsati bilan takrorlangan (98).(L) ECRdan oldin va keyin nanodendronit misining sems rasmlari.Amerika kimyo jamiyatidan (99) ruxsati bilan takrorlang.

Elektrokalysts uchun tanlab olish elektrotal tomonlarning tanlanishini yaxshilab kelinayotgan XXga erishish uchun samarali va sodda yondashuv sifatida namoyish etildi va asosiy tushuntirishning muhim usuli sifatida namoyish etildi.Yagona kristalli katalizatorning oddiy, ammo tarozi sintezi qiyin.Galvanostatik zaryadlash zaryadlashdan olingan (GCD) batareyalar uchun ilhomlangan, bizning guruh Cu katalizator (42) ning kristalli old tomonini tanlab olish uchun metall ionli velosipedda metall ionli velosipedni ishlab chiqishi (4D).100 GCD tsiklidan so'ng, zich Cu Nanocube massivi (100) folbinada (100) folbin (100-rasm) bilan shakllangan (100-rasm).100 tsikli katalizator C2 + Solk C2 + mos keladigan C2 + Spirtli zichlikning 20 mln.Biroq, 10 tsiklli Cu (100) fraktsiyaning pastki nisbati bilan faqat C2 + 10% ni taklif qildi.DFT simulyatsiyasi CU (100) va o'spirinlik (211), CB Cu (111) ga aylantirganligi sababli (111).Model katalizatori, C2 + kislorodli ishlab chiqarishga nisbatan motiflarni aniqlash uchun ishlatiladigan Epitrace Cu filmlari (6i) (97-rasm).Ko * Otoms-ga yaqin qo'shnilar bilan ulashganligi sababli, uglevodorodlarning paydo bo'lishini bostirishi va C2 ​​+ kislorodli XXga olib kelishi mumkinligi sababli CBC uning yuzasida ECR ortdiatlarini (97) birlashtirdi.Tekshiruvchilar CUning epitrace (751) qirg'og'ida ECR ku (751) partiyasi kgulom / uglevodorodlar nisbati yaxshi ekanligini tasdiqladilar.Ushbu qo'shimcha qurilish CU atomiga (751) va eng yaqin qo'shnilar (751) bo'yicha muvofiqlashtirilgan o'rtacha muvofiqlashtirilgan raqam (mil. 4j.), Cu (100) va Cu (111) jarliklari.Situ morfologiya bo'yicha qayta qurish C2 + kislorodli Xlikni yaxshilash uchun ham ishlatilgan.Faol kubga o'xshash Cu katalizati yang sur'atda ishlab chiqilgan, bu CBC bilan bog'lanishning yaxshilanishi yaxshilangan.Batafsil, Monodisples Cu NPS (6,7 nm), uglerodli qog'ozlarni qo'llab-quvvatlash uchun ECR uchun katalizator sifatida uglerodli qog'ozni qo'llab-quvvatlashga yotqizilgan.Shubhasiz, C2 + + kislorodlari soni oshdi.ECR paytida situ morfologik o'zgarishida katta yuklash sharoitlari ostida zichroq qadoqlangan CU nPS zimmasiga tushdi, ularda kubga o'xshash morfologiyalar paydo bo'ldi (6k-rasm).Bu yangi shakllangan tuzilish elektrotaliktik jihatdan faolroq deb topildi.Tafel tahlilida C2 mahsulotni shakllantirish uchun C2-ni shakllantirish uchun statsionarlik qadam bo'lganligi sababli, N-Prantanol ushbu katalit tizimida diskret yo'lni ko'rsatdi.Nanodendronc mis - bu C2 + kislorodli ishlab chiqarish (99) uchun morfologiya boshqaruvi muhimligini ko'rsatadi.Qisqacha, aniq belgilangan mis nanodendritning umumiy fokati C2 + Spirtli ichimliklar uchun 25% ni - 1,0 v13% V X F XF - CU atomining yuqori faolligini hisobga olish mumkin. barqarorlik.Biroq, bunday nanodendrit misida alkogol ishlab chiqarish uchun yaxshi barqarorlik namoyish etildi, ular amirkulyatsiyani 6 soatdan ko'proq vaqt davomida namoyish etishdi.

Atom bo'sh ish o'rinlari va dopulyatsiyalar kabi elektrotalistlarning kamchiliklari, noan'anaviy ECR Mavzular va shu tariqa kislorbatlar (29, 43, 100) mos keladigan yo'lni tanlash imkoniyatini ko'rsatadi."C2H3O" etilen va etanol etishtirish, Sargent va Hamkorlar "(43) kag'alishlarning asosiy qismini batafsil o'rganib chiqdi.Ular nazariy jihatdan etilen va etanolni shakllantirish uchun reaktsiya energiya to'siqlari umr ko'rish bosqichida (0,5-V dan yuqori) (7A-rasm).Bunday holatda mis va bo'sh joy etilen shakllanish uchun energiya to'sig'ini biroz oshiradi, ammo bu etanol avlodiga ta'sir ko'rsatmadi (7B-rasm).Biroq, 7C-rasmda va bo'sh joy bilan katalizator va sulpyurt dopant bilan ko'rsatilgandek etilen yo'nalishi uchun energiya to'sig'ini sezilarli darajada oshirishi mumkin.Biroq, bunday modifikatsiya etanol yo'lida ahamiyatsiz ta'sir ko'rsatdi.Ushbu hodisa yana eksperimental tasdiqlandi.Cue-Chell Cu2s-CU-ni mo'l-ko'l bo'sh ish o'rinlari bilan tuzdiSpirtli ichimliklarning etilen uchun nisbati 0,34 dan 0,34 gacha bo'lgan C2 + CU-V-dagi 1,24 dan 0,34 gacha, garchi C2 + CU-V-dagi 1,21 taga etdi (7E-rasm) .Ushbu kuzatuv, shuni ko'rsatdiki, spirtli ichimliklarni tanlab olish DFT natijalariga mos keladigan etilen etishtirishni bostirish bilan bog'liq edi.Bundan tashqari, defektsiya muhandisligi metallsiz uglerod katalizatsiyasi uchun muhim ahamiyat kasb etadi, chunki sof uglerod materiallari ECR.Azot va Boron kabi dopantlar uglerod asosidagi katalizatorning elektron tuzilishini o'zgartirish uchun ishlatilgan (31, 43, 100).Masalan, azot-doplangan Nanodimond (NDD) filmi kvans va boshqalar tomonidan aylantirildi.(29) konsetat ishlab chiqarish uchun ECR dan (7F-rasm).Atsetat boshlanish potentsiali NDD katalizatoridan foydalangan holda, shuningdek, CACTATE uchun Fe -0.8 dan -1.0 v gacha bo'lgan potentsial oralig'ida 75% dan oshdi.Bunday ta'sirli obodonlarning kelib chiqishi, NDD / Si elektrodlari turli azot tarkibi yoki azot turlari bo'lgan Ndd / Si elektrodlari tayyorlandi va tekshirildi (7g-rasm).Mualliflar NDD / Si katalizatorining ECRning yuqori chiqishlari vodorod evolyutsiyasi va n-doping uchun yuqori darajadagi va doping uchun yuqori darajadagi harakat bilan bog'liq deb xulosa qilishdi.Elektroketik ma'lumotlar va situ infraqizil spektrida uretat shakllanishining asosiy yo'li CO2 → CO2- → * (Coo) 2 → Ch3coo-.Azotdan tashqari, Nanodimondning elektron tuzilishini tartibga solish uchun yana bir yaxshi o'rganilgan heteratom.Biroq, Boron-doped Nanodimond (BDD) CO2-ni formaldegid yoki shakllantirishi mumkin.Bundan tashqari, Boron va azot bilan birga bo'lgan Nanodimond (BND) ECRga sinergik ta'sir ko'rsatganligini namoyish etdilar, bu Bdd cheklovini engib, Etanolni tanlab olishni ko'rsatdi.BND1, BND2 va BND3 katalizatorlari turli azot tarkibiga ega va shunga o'xshash Boron doping darajasi tayyorlandi.73-rasmda ko'rsatilganidek, 113% gacha bo'lgan Etanlikning eng yuqori tekshiruvi, eng yuqori azot dopingiga ega bo'lgan BND3 katalizatorida -1.0 V1.0 V70-da erishilishi mumkin.Nazariy hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, BND-dagi CBC-ga ulash jarayoni Termodnamik jihatdan qulay bo'lgan, u erda Borodnamik jihatdan qulay bo'lgan, u erda etanolga qarshi oraliqning oraliqligini kuchaytirdi.Garchi getrom-doplangan Nanodimond CO2-ni takomillashtirish qobiliyatiga ega bo'lgan bo'lsa-da, sekin zaryadlash jarayoni (hozirgi zichlik 2 magi 2 metrdan kam).Grafen materiallari olmos asosida katalizatorlarning kamchiliklarini engish uchun potentsial echim bo'lishi mumkin.Nazariy jihatdan, grafendagi piridinik n turlari C─K ulash uchun faol saytlar sifatida olingan (103).Buning sababi shundaki, piridinik n mavjud bo'lgan joylar C2 + molekulaga birlashtirilgan (7I-rasm) ga teng bo'lishi mumkin.Masalan, * C2O2 oralimasi azot-doplangan uglerodda barqarorlashishi mumkin, unda ikkita C atomlari piridinik n va uning qo'shni c atomiga mos ravishda (103) bilan bog'langan.Keyin nazariy prognoz Azot-doplangan kvanum (NGQD) katalizatorlari (31) yordamida tekshirildi.Azot-dopen choynaklarini (1-3-rasm) puflagandan so'ng, 1-3-sonli Ngqdsning zimasining zimasining zig'irligi uchta buyrug'i bilan oshirilgan.C2 + + kislormatlar uchun maksimal Fe 26% ga ko'tarilishi mumkinBundan tashqari, 7k-rasmda ko'rsatilganidek, C2 + + kislorodlar uchun qisman hozirgi zichlik 40 metr-2 ga yaqin - 0.86 v), bu o'zgartirilgan NanoDimonddan ancha yuqori.Taqqoslashda N-Free Grafen kvant nuqta va n-dumli grafen oksidi, birinchi navbatda H2, KOB, CO, CO va shakllantirilgan n-dopen oksidi.

(A uchun C2H3O dan etilen va etanoldan ozod energiyasi va bo'sh vaqt va bo'sh joy va er osti sulfuri bilan mis.(D) cu2s-cu-v katalizatorning sxematik rasmlari.(E) C2 + Spirtli ichimliklar va etilen fok, shuningdek alkogollarning alkogolga nisbati.(A) (e) Tabiatni nashriyot guruhining ruxsati bilan takrorlanadi (43).(F) NDD-ning Semp tasviri.(G) atsetatning ishlab chiqarish sur'atlari va turli azot tarkibiga ega bo'lgan NDD-da shakllantiriladi.%, atom%.(G) amerikalik kimyo jamiyatidan ruxsat bilan takrorlanadi (29).(H) NDD, BDD va Bnds uchun - Jon Uiley va o'g'illaridan (102) ruxsati bilan ko'paytiriladi.(I) ngqdlardagi C─K ulash uchun faol saytlarning sxematik tasviri.(I) Amerika kimyoviy jamiyati (103) ruxsati bilan takrorlanadi.J) Ngqds tasviri.O'lchovli barlar, 1 nm.(K) ngqdlardan foydalanadigan turli xil mahsulotlar uchun qisman hozirgi zichlik.(J) va (k) Tabiatni nashriyot guruhining ruxsati bilan takrorlanadi (31).

Elektrodalistalardan tashqari elektrod va katalizik reaktori dizayn Ekr ishlashini, ayniqsa ishlab chiqarish stavkasi va energiya samaradorligini oshirish uchun yana bir samarali yo'nalishni taqdim etadi.Romani elektronitet tizimlarini yuqori samarali C2 + + ishlab chiqarish uchun loyihalashtirish va shakllantirish bo'yicha sezilarli yaxshilanishlar amalga oshirildi.Ushbu bo'limda biz ECR elektrod / reaktor dizayni batafsil muhokama qilamiz.

H-tipidagi hujayralar keng tarqalgan sinovlarda, ularning mo''jizasi anjumani, oson ishlashi va arzon narxlarni hisobga olgan holda keng qo'llaniladi.Hujayralar mustaqil katod va ion almashinuvi membranasi (104, 105) bilan jihozlangan.Ushbu H-tipdagi hujayraning asosiy noqulayligi, suvli elektrolitdagi past CO2 eritmasi bo'lib, bu Atrof-muhit sharoitida atigi 0,034 m ni tashkil etadi, bu cheklangan CM-2 (64).Bundan tashqari, boshqa ichki kamchiliklar, shu jumladan cheklangan elektrodning yuzasi maydoni va katta tomirli masofada o'sib borayotgan tadqiqotlar talablariga javob bera olmadi (105, 106).C2 + mahsulotni yaratish uchun H-tipdagi hujayralar odatda yuqori darajadagi tilakdiy, masalan, 32,98 v va Vikualena uchun 32% etilen uchun 32,9% va 12,46% Etanol uchun -0.46 v (108), vodorod evolyutsiyasi jiddiyligi tufayli.

Yuqoridagi muammolarni hal qilish uchun oqim reaktori (15, 109) taklif qilindi.Oq rangli kameralarda gazusli C2 oqimi to'g'ridan-to'g'ri katoddagi bo'shliq sifatida ishlatiladi, shuning uchun ommaviy tarqalish va ishlab chiqarish stavkasini sezilarli darajada yaxshilanadi (104, 110).8A-rasmda polimer elektrodli ekranli elektrodli parametr sifatida xizmat qiladigan oqim hujayrasining odatiy me'morchiligini ko'rsatadi.Katalizator katodli elektrod sifatida xizmat qilish uchun gazni diffuzion elektrod (GDE) ga sarflaydi, unda gasous CO2 bevosita boqiladi.Katolity, masalan 0,5 m Xol3, masalan katalizator elektrod va pem orasidagi yupqa qatlam ichida doimiy ravishda oqadi.Bundan tashqari, anod yonidagi yon tomoni odatda kislorod evolyutsiyasi reaktsiyasi (43, 110).H-tipdagi hujayralar bilan taqqoslaganda, ushbu membranadagi oqim hujayralari ekrning yuqori ko'rsatkichlarini ko'rsatadi.Masalan, Sargent va Hamkasblar (43) X-tipidagi hujayra va oqim hujayralarida 8 (b dan) tasvirlangan.H-tipdagi hujayralardan foydalanib, C2 + mahsulotlari uchun C2 + mahsuloti uchun 41% ni tashkil qiladi, uning umumiy zichligi bilan 41% ni tashkil etdiBiroq, C2 + mahsuloti uchun C2 + mahsuloti 53% ga o'sdi, umumiy zichlikning umumiy zichligi 400 metrdan oshadi - 82 metrgacha 800 mln.Aqli reaktoridan foydalangan holda bunday jiddiy ishlashni yaxshilash, asosan, mahalliy gaz-elektrolyte-interfece-interfece-interfective-interfective-dan kelib chiqishi mumkin bo'lgan CO2 tarqalish va bostirilgan yon reaktsiyalarni takomillashtirish mumkin.

(A) elektrod-elektr tarmoqli interfeysining kattalashtirilgan sxematik sxematik tarzda oqim elektrolyzer diagrammasi.(A) Jon Uiley va o'g'illaridan (30) ruxsati bilan takrorlanadi.(B dan e) H-tipidagi hujayra va oqim hujayrali yordamida ekran ishini taqqoslash.(B) (e) Tabiatni nashriyot guruhining ruxsati bilan takrorlanadi (43).(F Biz ECR ishlashiga nisbatan oqim hujayralarida qo'llaniladigan turli xil elektrolitlar.(F) (h) ga Jon Uiley va o'g'illaridan (30) ruxsat beriladi.(K) polimerga asoslangan gazsimon elektr diffuzi elektrodining tuzilishi va barqarorligi.(I) ga (k) AAAS ruxsati bilan (33) takrorlanadi.

Nol bo'shliq hujayrasi - bu elektrolizlarning yana bir rivojlanayotgan sinfidir, ular oqim kanallarida oqim kanallarini olib tashlaydi va ikkala elektrodni oralig'ida birja membranasi bilan birlashtiradi.Ushbu konfiguratsiya ommaviy uzatish va elektron transferlarga chidamliligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin va shu bilan energiya samaradorligini oshirishi, amaliy qo'llanmalarda (110) amalga oshirilishi mumkin.Katodga boqilgan reaktivlar Co2-to'yingan katolikit yoki namlangan C2 oqimi bo'lishi mumkin.Suv bug'lari yoki suvli elektrolitlar CO2ni kamaytirish uchun zaryadni qoplash uchun proton bo'shatish uchun andoza bilan oziqlanadi (111).Guéérreez-Guerra va boshqalar.(109) Nol Gap uyasidagi CU-AC gibrid katalizatsiyasining ishlashini ko'rib chiqamiz va atletaldegidning asosiy mahsuloti 60% yuqori tanqisligi bo'lgan asosiy mahsulot hisoblanadi.Ushbu qurilmaning yana bir afzalligi kabi, reaktiv oqimni bosish juda oson va mahalliy CO2 kontsentratsiyasini sezilarli darajada oshiradi, natijada katta zichlik va yuqori reaktsiya stavkalari (110).Biroq, nol gap hujayralarida jadal ion kursi kazolytni kazolyatsiyani kasmonlashtiradi, CO2 pasayishi (112) o'rniga H2 Evolyutsiyasiga munosabat bildiradi.Ushbu muammoni hal qilish uchun, Jou va hamkasblar (112, 113) (112, 113) CA2 va membranasi o'rtasidagi CO2ni kamaytirish reaktsiyasi yaqinida katod va membranasi bilan tampon qatlamini kiritishdi.Nol bo'shliqlar asosida turli xil C2 + mahsulotlari, shu jumladan atseton, etanol va n-propanol, sigirlar nisbatan past.Ko'pgina xabar qilingan tadqiqotlar har doim pasayish reaktsiyasi paytida bir necha sonli proton va elektron o'tkazmalarni o'z ichiga oladigan C1 mahsulotlariga qaratilgan.Shuning uchun C2 + mahsulotlari uchun nol bo'shliq hujayrasining maqsadga muvofiqligi hali ham munozaralarda (110).

Bundan tashqari, mikroofluidik elektrolitik hujayralar (Majlis) Kenis va Hamkasblar (39, 114) tomonidan ishlab chiqilgan juda jozibali elektrolizer konfiguratsiyasidir.Ushbu qurilmada membrana ingichka ichak oqimini ajratish uchun oqadigan elektrolit oqimiga to'ldirilgan ingichka makon (qalinligi) bilan almashtiriladi.Ko2 molekulalari katodli elektrod-elektrodli elektr interfeysida tezda tarqalishi mumkin va ikkita sobit gdes oqadigan elektrolit bilan tozalanadi.Membranaga asoslangan oqim hujayralari bilan taqqoslaganda, MECS nafaqat yuqori membananing narxidan qochadi, balki suvli molekulalarni osmatik tortishish tufayli suvni to'kish va suv toshqini kamaytiradi. Membrana bo'ylab (115) binodan katundan (115) protoddan proton tashish.Ma'lumki, sezilarli sa'y-tadbirlar va yutuqlarga qaramay, maktablar original meksusdagi C2 + mahsulotlariga erishildi.Ehtimol, anad ichiga shakllangan protonlar katodning yaqinidan osonlikcha drenajlangan bo'lishi yoki oqayotgan elektrolit bilan yuvilishi mumkin.Ushbu misolni quyidagi misol keltirishi mumkin.2016 yilda Kenis va Hamkasblar (31) KO2-ning C2 + mahsulotlariga muvaffaqiyatli qisqarishi haqida xabar berishdi, unda NGQAD 55% Fe (etilen uchun 31% 1 m Kohli eritmasida 7% etanol uchun 6% va n-praqanol) uchun 4% n-propranol uchun 4%).Shuni ta'kidlash kerakki, elektrolit muhiti mahsulotni tanlab olishda sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.Masalan, Jiao va Hamkasblar (30) nanoporxor cu katalizatini sintez qilishdi va keyinchalik membranada joylashgan MECda turli xil elektrolitlar (Xco, K2So4 va KLSO4 va KL) yordamida ECR ishlashini sinab ko'rishdi.Ular 8 (f va g) rasmda ko'rsatilganidek, C2 (Koh) C2 + + Tig'irlik va joriy zichlikni namoyish etishini aniqladilar.A -0.67 v 1 m 1 m ning 1 metrlik Fe 62% ga, 62% ni tashkil etadi, bu 653 mln.v. 2-sonli CM2-sonli CO2-ni kamaytirish bo'yicha eng yuqori zichlik bilan bog'liq C2 + mahsulotlariga qarab.Etilen (38,6%), etanol (16,6%), n-praqanol (4,5%) kichik bir asetatli asosiy C2 + mahsulotidir.Shuningdek, ular C2 + mahsulotlar uchun hisoblangan sirt stantsi o'rtasida kuchli bog'liqlik borligini ta'kidladilar: yuzi balandroq, hozirgi zichliklar va C2 ​​+ mahsulotning yuqori darajasi.Nazariy hisoblash yaqin yuza oh-ionlari C─K bilan bog'lanishni kuchli osonlashtirishi mumkinligini taklif qildi (31).

Elektrolyzer konfiguratsiyasidan tashqari, turli xil elektrolizmlarda qo'llaniladigan elektrolitlar ham yakuniy ekologik mahsulotlarni sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin.Yuqorida aytib o'tilganidek, juda yaxshi alkaline Koh eritmalarida har doim H-tipdagi hujayralarda emas, balki a'lo ishlashi bo'lgan oq kameralarda ishlatiladi.Koh elektrolit yuqori elektrolit o'tkazuvchanligini ta'minlay olishi kerakligiga to'g'ri keladi, katalizator va quyma elektrolitlar bo'yicha ingichka elektrolitlar o'rtasida Ohmik qarshilikni kamaytirish va C2 ​​+ formati uchun talab qilinadigan potentsiallarni (31) kamaytiradi.DFT natijalari, shuningdek, C2 + shakllanishini kuchaytirish va C2 ​​va H2 formasini (30, 33) ko'tarishni kuchaytirishi mumkinligini yanada kuchaytiradi.Biroq, ishqorli koh H-tipdagi hujayralardagi elektrolit sifatida ishlatilmadi.Buning sababi, C2 oqimlari Koh eritmalari bilan tezda reaktsiyaga kiradi va doimiy H-tipidagi hujayralardagi neytral pH (30) neytral pH bilan bog'liq bikarbonat eritmasini yaratadi.Oq rangli kameralarda, CO2 GED orqali farq qilgandan so'ng, CO2 molekulalari uchinchi chegarali fazada (CO2-katalitelite) zudlik bilan kamaytirish uchun iste'mol qilinadi.Bundan tashqari, elektrolitning kambag'al buferlash quvvati statsionar elektrolyzer konizatsiyalaridagi pH intilatiga ega, ular elektrolit yuzasini yangilaydi va pH elektrolit sirtini yangilaydi va PH elektrolitdagi pHni minimallashtiradi (33, 116).

Yuqorida aytib o'tilganidek, ECR diffuzik boshqariladigan reaktsiya, yuqori reaktsiya bosimi, shuningdek, ommaviy va interfeysning CO2 kontsentratsiyasini sezilarli darajada kuchaytirishi mumkin.Odatda yuqori bosimli reaktorlar zanglamaydigan po'latsiz avtoulovli avtokslaviyaga o'xshash, uning yuqori bosimi (60 bankomat) va C2 ​​+ (117) yuqori darajada o'sishiga olib keladi. , 118).Sakata va hamkasblar (119), hozirgi zichlikning asosiy mahsuloti sifatida Cu elektrod bilan 30 metrdan 30 metrgacha tejash mumkinligini ko'rsatdi.Ko'plab metall katalizatorlari (masalan, Fe, CO va Ni), C2 + ishlab chiqarish uchun harakatsiz, baland bosimlarda etilen, etan, propan va boshqa yuqori darajadagi C2 + mahsulotlarini kamaytirishi mumkin.Mahsulotning tanlanishi juda aniq ko'rsatilganki, CO2 bosimiga (117, 120) CO2 mavjudligini o'zgartirish usulida bog'liq.Asosiy qisqartirilgan mahsulot H2 dan uglevodorodlarga (C2 + kiritilgan) va CO2 bosimi bilan CO / HCOO-ga o'zgartiriladi.Xususan, CO2 bosimini diqqat bilan kuzatib borish kerak, chunki haddan tashqari yuqori yoki past CO2 tazyiqlari CO / HCOH yoki H2 ishlab chiqarishga moyil bo'lgan ortiqcha yoki cheklangan CO2 diffuzi stavkasini keltirib chiqaradi.Elektrode eritmasida hosil bo'lgan oddiy bir va hozirgi zichlik C2 + mahsulotni tanlab olishni (119) kuchaytirishga yordam berishi mumkin.

C2 + + ishlab chiqarishni takomillashtirishning yana bir muhim yo'nalishlari bilan roman elektrodni loyihalash.Dastlabki bosqichda ishlaydigan elektrodlar metall folgadir va sust massasi (26, 105) dan aziyat chekmoqda.Natijada, GDe Callialyst zarralariga (121) Co2-ni tarqaladigan gidrofob kanallarni taqdim etish orqali kambag'al hujayra faoliyatini yumshatish taklif qilindi.An'anaviy GED odatda katalizator (CL) va gazsimon qatlam (GDL) ni (GDL) tashkil etadi.GED-da tashkil etilgan gazli suyuqlikli interfeys GDe-da hujayra faoliyatini yaxshilash uchun juda muhimdir.GDL gözenekli materiallar bilan yig'ilib, mo'l-ko'l CO2 yo'llarini taqdim qilishi va tezkor elektrolitlar diffuziyasi bilan tezlashishi mumkin.Shuningdek, u elektrolytga (121) proton, elektron va tushirish mahsulotlari uchun kam qarshilik ko'rsatuvchi vosita sifatida ishlaydi.O'chirish, havo tarqalishi va elektrodepozitsiyaning giyohvand moddalarni tayyorlashning umumiy texnologiyalari (122).C2 + mahsulotlariga CO2 elektr energiyasini elektr tarmog'ida bo'lgan katalizatorli katalizator qizg'in tekshirildi.Xususan, yuqorida aytib o'tilgan oqim hujayralari qulay ishlashi bilan bog'liq.1990 yil boshida Sammplar va Hamkasblar (123) Ku-kadrlar esa 667 sm-2 yuqori zichligi bilan etilen uchun 53% etilen uchun yuqori darajadagi elileni 53% ga erishganliklari haqida xabar berishdi.Etilen va Ethanolni takomillashtirishni kuchaytirish har doim juda o'xshash mexanik aloqa yo'llari tufayli CU-ga asoslangan katalizatorlarga koeffitsientga ega.Bundan tashqari, etanolga nisbatan yuqori mahsuldorlik va tranzileni kuineol GED (25, 36) bo'yicha kuzatilganligini ta'kidlash muhimdir.Geaize va hamkasblar (36) etilen uchun 60% a'lo darajadagi va elektrodepiyani 20% ni tashkil etdi, chunki amaldagi zichlik ~ 300 metrga 300,7 v. SHE.Bu juda katta darajada hozirgi zichlikdagi bunday yuqori saralashga erishgan noyob ish.Ushbu izlanish shuni ko'rsatadiki, GDE-Birlashtirilgan elektrod reaktsiya yo'llarini sozlash uchun istiqbolli xiyonatni ta'minlaydi, unda mahsulotning pasayishi tiniqligi yuqori zichliklarga olib kelishi mumkin.

GDElarning barqarorligi ham muhim masala, chunki oqim hujayralari uchun amaliy qo'llanmani amalga oshirish uchun barqaror uzoq muddatli foydalanish zarur.Co2-to-dan-C2 + + -0-ga qadar GDes bilan erishilgan bo'lsa ham, katalizator, GDL va Bog'lovchi qatlamlarning zaif mexanik yopishishi tufayli barqarorlik hali ham barqarorlik mavjud emas (77, 124).GDLning uglerod yuzasi gdl-dagi toshqinni (33) suv bosishiga olib keladigan oksidlanish reaktsiyasi natijasida gidrofobik reaktsiya paytida gidofilik reaktsiya paytida hidrofilik orqali o'zgarishi mumkin (33).Ushbu muammoni hal qilish uchun tadqiqotchilar polietetrafluoroetilen (PTFE) goes-ga yaxlitlangan gidrofobik salqinlashadilar.Hyprofilik nafis bilan taqqoslaganda, gidrofobik ptfe qatlami yuqori uzoq muddatli barqarorlikni (33) o'tkazadi.Sargent va Hamkasblar (33) ajratilgan ptfe va uglerod nps oralig'ida grafitlar va grafitlar interfeysini qurishlari mumkin (8, i va j).Natijada, Elilen evaziga XK 75 dan 10000 mln. Cm-2 da 75 ta zichlikdagi 70% ga 70% gacha oshirildi.Ushbu oqim reaktsiyasining hayoti etilen tanlovida kamchilik bilan 150 soatdan oshdi, bu an'anaviy gdesdan 300 baravar ko'p, ular an'anaviy gdesdan iborat.Bunday sendvich strukturasi juda yaxshi GED dizayni sifatida namoyish etildi.Masalan, CUI va Hamkasblar (124) ikkita gidrofobli nanopile polietilen polietilen polietilen plyonkalari bilan mahkamlangan faol elektrod qatlami bilan trilyer tuzilmasini yaratdilar.Qisqa gidrofobli qatlamlar elektrod elektrodiy atrofida barqaror, yuqori mahalliy p p tsentga olib boradigan elektrolit oqimini sekinlashtirishi mumkin.CO2 transport va adsorbsiyalarini yaxshilaydigan interveyl maydonini optimallashtirish bunday dizaynda (124) ham muhimdir.Yaqinda uglerod nanotubes, shuningdek, gadrlarga, ularning elektron va ommaviy transportni osonlashtiradigan yuqori g'ovaklik, yaxshi o'tkazuvchanlik va gidofoblik tufayli ham birlashtirildi (77).

ECR haqida ajoyib natijalarga qaramay, arzon narxlardagi strategiyalar, keng miqyosli C2 + mahsulot avlodi kamdan-kam hollarda (125) mavjud.Ushbu bosqichda qiyinchiliklar va imkoniyatlar ECR reaktsiya mexanizmlarini tushunishga va ushbu istiqbolli texnologiyalarni tijoriyligini tushunishga imkon beradi.

Uglerodli ko'chadan oqlangan echim sifatida shamol va quyosh kabi qayta tiklanadigan energiya, masalan, shamol va quyosh, so'nggi o'n yilliklarda samarali CO2ni qayta ishlashiga erishish uchun jiddiy yutuqlar o'rnatildi.ECR bilan bog'liq jarayonlar bilan bog'liq bo'lgan jarayonlarning iloji boricha (126), C2 + mahsuloti orqali C2 + mahsuloti orqali C─K bilan bog'lash amaliy qo'llanmaga tayyorlanmoqda.Ushbu sharhda ECR orqali C2 + mahsuloti uchun C2 + mahsuloti uchun pechlik va ishlab chiqarish stavkasini, shu jumladan ingichka katalizing, elektrolit effektlari, elektrokimyoviy sharoitlar, elektrokemik elektrod / reaktorlar dizayni bilan batafsil ko'rib chiqdik.

ECRga qo'ygan barcha harakatlarga qaramay, hozirgi katalizator va ECR tizimida ECR tijoratlashtirishdan oldin hal qilinishi kerak bo'lgan muammolar mavjud.Birinchidan, Cu Samarali C─K Birplashini amalga oshirish uchun ustunlik katalizatori sifatida, ayniqsa, suvli elektrolitlarda jiddiy barqarorlik masalasidan aziyat chekmoqda va EKR holatida yuqori atom harakatlari va tuzilishi yomonlashishi mumkin.Shunday qilib, CU asosidagi katalizator yordamida uzoq vaqt davomida barqarorlikka erishish hali ham ochiq sinovdir.Koading Cu asosidagi katalizatorning kuchli o'zaro ta'siri bilan katalizator tuzilishini saqlab qolish uchun ishonchli strategiya bo'lishi mumkin va shuning uchun kengaytirilgan hayotning yaxshilanishini ta'minlaydi.Bundan tashqari, ECR davosini almashtirish uchun polimer polimerli elektrolitlar ku asosidagi katalizatorning barqarorligini yanada oshirishi mumkin.Bundan tashqari, katalizatorlarning nuqtai nazaridan, Situna / operano xususiyatlari va nazariy modellashtirish, shuningdek, katalizatorning tanazzulga solish va katalizatorning eng past darajalariga etkazish va eng past darajadagi zaharlanishni to'xtatish uchun ishlatilishi kerak.ECR katalizatsiyasining yana bir muhim masalasi - bu ommaviy ishlab chiqarish uchun sintez protokolini tuzish.Shu maqsadda, keng tarqalgan xamirturushlardan foydalangan holda sintetik usullarni soddalashtirish afzal.

Ikkinchidan, ECR tomonidan yaratilgan C2 + +, bu an'anaviy H-yoki oqim reaktorlari uchun elektrolitlar bilan aralashtirilgan (masalan, Xco3 va Koh) bilan aralashadi Amaliy dasturlar.Shu bilan birga, rivojlangan C2 + Uglevodorodlar H2 va qoldiq CO2 bilan birgalikda aralashtiriladi.Shunday qilib, qimmatbaho ajratish jarayoni hozirgi ECR texnologiyasi uchun zarurdir, bu esa ECRni amaliy qo'llanmadan to'sib qo'yadi.Shuning uchun, qanday qilib to'g'ridan-to'g'ri va doimiy ravishda toza suyuqlik echimlari va toza gaz uglevodorodlarini, ayniqsa yuqori mahsulotning yuqori konsentratsiyasi bilan ishlab chiqarishni juda istamoqda.Shunday qilib, yaqin kelajakda ECR texnologiyasini bozorga yaqinlashtiradigan ECR texnologiyasini (127) yaqinlashtiradigan ECR texnologiyasini olishi mumkin bo'lgan sof mahsulotlar orqali to'g'ridan-to'g'ri avlodni to'g'ridan-to'g'ri avlod avlod avlodining ahamiyatini taxmin qilamiz.

Uchinchidan, ECR texnologiyasi, masalan, Egalter, sirka, etilen okrug obligatsiyalari, shuningdek, ekr texnologiyasi uchun ham muhimdir va iqtisodiy manfaatlarni ko'rsatadi.Masalan, yaqinda Xan va Hamkasblar (128) ECR tomonidan 2-brauznol ishlab chiqarish haqida xabar berishdi.Kitu rishtalari tarkibida kimyoviy va farmatsevtik sintezda muhim qurilish bloki va qo'shimcha hajmdagi qiymatni ko'rsatadigan mahsulotni 2-biromatnolni tashkil qiladi.Shunday qilib, hozirgi yaxshi o'rganilgan C2 + mahsulotlaridan tashqari, biz kamdan-kam hollarda oqilona aks ettirilgan mahsulotlarni, masalan, bir oksid kislotasi (129) va tsiklik aralashmalar sintezi kelajakdagi ECR tadqiqotlari uchun yana bir istiqbolli yo'nalish hisoblanadi.

Oxirgi, ammo eng kam, yangi emas, balki suv o'tkazmaydigan gee, suyuq oqim hujayralari va pem hujayrasi kabi reaktor dizaylari, shuningdek, ECR ishlab chiqarish stavkasini tijorat darajasiga ko'tarish (200 ma-2).Biroq, elektrotatalitik faollikdagi katta nomuvofiqlik har doim elektrotalystlar to'liq hujayra sinoviga qo'llanilganda har doim kuzatiladi.Shu sababli, yarim uyali tadqiqotlar va to'liq hujayra asboblari ilovasini minimallashtirish uchun yanada tizimli tadqiqotlar ekskursiyani laboratoriya sinovidan amaliy foydalanish uchun olib keling.

Xulosa qilib, Elektrokimyoviy CO2 pasayishi biz uchun insoniyat faoliyati tomonidan chiqarilgan issiqxona gazlaridan ekologik muammo bilan shug'ullanish uchun yaxshi imkoniyat yaratadi.Shuningdek, u qayta tiklanadigan energiyadan foydalangan holda toza yoqilg'i va kimyoviy moddalarga erishish imkoniyati ko'rsatilgan.Joriy bosqichda, ayniqsa C─K ulash jarayonida ECR texnologiyasi uchun ko'plab muammolar saqlanib qolmoqda, deb ishoniladi, bu katalizatorning ham katalizatori, ham katalizatorning ham katalizatorli tadqiqot va tozalash yoqilg'ining ta'siri. Yaqin kelajakda kimyoviy moddalar sotiladi.

Bu har qanday vositadan foydalanish, tarqatish va ko'paytirish shartlari bo'yicha qo'llaniladigan ochiq maqolalar keltirilgan.

Eslatma: Biz faqat elektron pochta manzilingizni so'raymiz, shunda siz ularni ko'rishni xohlaganingizni va u nomaqbul pochta emas.Biz hech qanday elektron pochta manzilini yozmaymiz.

© 2020 Amerikaning ilm-fan rivojlanib borishi bo'yicha uyushmasi.Barcha huquqlar himoyalangan.AAA Hinari, Agora, Yoore, Xor, soatlar, CrossRef va Counters A.Soqotga qarshi kurashning hamkori 2375-2548.